行业新闻
红外成像仪:红外热成像仪的组成构造
时间:2012-09-12 12:01
来源:杰创立仪器仪表网
作者:红外成像仪
点击:次
前面我们给介绍了红外热像仪的一些使用领域,以及一些技术方面的知识,那么红外热像仪具体是由那些部件构成的呢?
一、红外热像仪的组成
红外热像仪大体来说由四部分构成,探测器、信号处理器、显示器、光学系统。这其中的核心元器件便是红外探测器。生产热像仪探测器的有很多,主要是法国ULIS,日本NEC,英国的Thermoteknix,美国Raytheon, 加拿大的Cantronic等。
二维焦平面列阵探测器示意图
红外热像仪可将不可见的红外辐射转换成可见的图像。物体的红外辐射经过镜头聚焦到探测器上,探测器将产生电信号,电信号经过放大并数字化到热像仪的电子处理部分,再转换成我们能在显示器上看到的红外图像。
红外热成像仪原理
红外线是一种电磁波,具有与无线电波和可见光一样的本质。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像,并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术,这种电子装置称为红外热像仪。
红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上,在光学系统和红外探测器之间,有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像进行扫描,并聚焦在单元或分光探测器上,由探测器将红外辐射能转换成电信号,经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。
这种热像图与物体表面的热分布场相对应;实质上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱,与可见光图像相比,缺少层次和立体感,因此,在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热分布场,常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能,如图像亮度、对比度的控制,实标校正,伪色彩描绘等高线和直方进行数学运算、打印等
二、红外热像仪的标定
史蒂芬-波兹曼定律,它给出了黑体的辐射能量与其温度的关系,即:
W=ε*σ*T4
式中σ=5.67×10-8w/m².k4, T为绝对温度,单位为K。红外热像仪的标定正是基于这一理论基础,在设定的环境条件下,用一定数量已知温度的黑体进行标定。
多个黑体放置成半圆形,热像仪放在中心能转动的台子上,并与标定系统的自动控制中心相连。热像仪依次对准各黑体,每个黑体都会在热像仪中产生一个辐射信号,标定系统将此信号与其温度对应起来。将每对信号与温度对应起来,并将各点拟合成一条曲线,这就是标定曲线,此曲线将被存在热像仪的内存里,用来对应物体辐射与温度的关系,所以如果热像仪的探测器接收到物体的辐射信号,此标定曲线将会把信号转换成对应的温度。